发动机声源载荷辨识方法、装置和系统、存储介质与流程

1.本公开涉及工程机械噪声分析技术领域，特别涉及一种发动机声源载荷辨识方法、装置和系统、存储介质。


背景技术：

2.载荷辨识是求解系统所受外加载荷的过程，也是建立在对载荷作用下的系统响应信息进行实测、加之确定系统结构自身属性的基础上展开的相关研究。发动机是工程机械产品的主要动力来源，也是主要振动与噪声源，其噪声由发动机表面辐射噪声、进排气噪声等成分组成。
3.由于发动机结构复杂，材料物理参数的不确定性、边界条件的近似处理、以及缺乏阻尼参数等原因，相关技术根据设计图纸建立准确反映发动机关系联系声源载荷的模型难度较大。


技术实现要素：

4.发明人通过研究发现：相关技术对发动机噪声声源载荷的模拟，采用多体动力学结合有限元获取发动机激励力，相关技术的方案只能获取发动机激励的理论解，无法考虑发动机多个附件耦合作用引起的激励力的变化。
5.鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种发动机声源载荷辨识方法、装置和系统、存储介质，采用发动机噪声试验台架测试结合发动机混合仿真模型，实现了发动机本体声源载荷、进排气系统声源载荷的精确模拟与提取。
6.根据本公开的一个方面，提供一种发动机声源载荷辨识方法，包括：
7.建立发动机关联系统混合仿真模型，其中，所述发动机关联系统包括发动机本体、进排气系统；
8.通过发动机噪声试验台架获取声源近场声压数据；
9.采用表面声源重构、局部传递函数反求方式，获取发动机本体、进排气系统的声源载荷。
10.在本公开的一些实施例中，所述发动机声源载荷辨识方法还包括：
11.对多种工况下的声源载荷进行提取及辨识。
12.在本公开的一些实施例中，所述采用表面声源重构、局部传递函数反求方式，获取发动机本体、进排气系统的声源载荷包括：
13.采用表面声源重构的方式获取发动机本体的声源载荷；
14.采用局部传递函数反求的方式获取进气系统的声源载荷；
15.采用局部传递函数反求的方式获取排气系统的声源载荷。
16.在本公开的一些实施例中，所述采用表面声源重构的方式获取发动机本体的声源载荷包括：
17.建立发动机本体声学网格到发动机噪声试验台架中一米声压级传感器第一至第
九测点之间声学传递矢量；
18.以发动机噪声试验台架测试获取的测点的声压响应结果，反求出发动机本体表面振速，获取得到发动机本体声源载荷信息。
19.在本公开的一些实施例中，所述采用局部传递函数反求的方式获取进气系统的声源载荷包括：
20.建立进气管口中心位置到发动机噪声试验台架中进气系统声源载荷测试传感器测点之间声学传递矢量；
21.以发动机噪声试验台架测试获取的进气系统声源载荷测点的声压响应结果，反求出进气管口体积加速度，获取得到进气系统声源载荷信息。
22.在本公开的一些实施例中，所述采用局部传递函数反求的方式获取排气系统的声源载荷包括：
23.建立排气管口中心位置到发动机噪声试验台架中排气系统声源载荷测试传感器测点之间声学传递矢量；
24.以发动机噪声试验台架测试获取的排气系统声源载荷测点的声压响应结果，反求出排气管口体积加速度，获取得到排气系统声源载荷信息。
25.在本公开的一些实施例中，所述发动机声源载荷辨识方法还包括下述步骤中的至少一个步骤：
26.对发动机本体声源载荷的模拟精度进行验证；
27.对进气系统声源载荷的模拟精度进行验证；
28.对排气系统声源载荷的模拟精度进行验证。
29.在本公开的一些实施例中，所述对发动机本体声源载荷的模拟精度进行验证包括：以获取得到的发动机本体表面振速作为激励载荷，计算发动机噪声试验台架中一米声压级传声器的新增测点的声压响应结果，并与试验测试值进行声压级、频谱趋势对比。
30.在本公开的一些实施例中，所述对进气系统声源载荷的模拟精度进行验证包括：以获取得到的进气管口体积加速度作为激励载荷，计算发动机噪声试验台架中一米声压级传声器的新增测点的声压响应结果，并与试验测试值进行声压级、频谱趋势对比。
31.在本公开的一些实施例中，所述对排气系统声源载荷的模拟精度进行验证包括：以获取得到的排气管口体积加速度作为激励载荷，计算发动机噪声试验台架中一米声压级传声器的新增测点的声压响应结果，并与试验测试值进行声压级、频谱趋势对比。
32.在本公开的一些实施例中，所述建立发动机关联系统混合仿真模型包括下述步骤中的至少一个步骤：
33.对发动机本体、进排气系统数字样机进行几何模型清理；
34.进行发动机部件划分与子系统划分，根据仿真分析目的需要，确定计算频率范围。
35.在本公开的一些实施例中，所述建立发动机关联系统混合仿真模型包括：采用有限元方法建立发动机关联系统第一频段噪声仿真模型；采用边界元方法建立发动机关联系统第二频段噪声仿真模型，采用统计能量方法建立发动机关联系统第三频段噪声仿真模型，其中，第三频段内噪声的频率高于第二频段内噪声的频率，第二频段内噪声的频率高于第一频段内噪声的频率。
36.在本公开的一些实施例中，所述建立发动机关联系统混合仿真模型包括：采用有
限元方法结合边界元方法建立发动机关联系统第四频段噪声仿真模型，采用有限元方法结合统计能量方法建立发动机关联系统第五频段噪声仿真模型，其中，第四频段为第一频段和第二频段的和，第五频段为第二频段和第三频段的和。
37.在本公开的一些实施例中，所述建立发动机关联系统混合仿真模型包括：采用有限元方法结合边界元方法建立发动机关联系统第四频段噪声仿真模型，采用边界元方法结合统计能量方法建立发动机关联系统第五频段噪声仿真模型。
38.在本公开的一些实施例中，所述第一频段噪声的频率范围为：小于200hz。
39.在本公开的一些实施例中，所述第二频段噪声的频率范围为：200至500hz。
40.在本公开的一些实施例中，所述第三频段噪声的频率范围为：大于500hz。
41.在本公开的一些实施例中，所述第四频段噪声范围为：小于等于500hz。
42.在本公开的一些实施例中，所述第五频段噪声范围为：大于200hz。
43.在本公开的一些实施例中，所述通过发动机噪声试验台架获取声源近场声压数据包括下述步骤中的至少一个步骤：
44.布置发动机声源测试传感器；
45.获取发动机本体声源载荷的测试值；
46.获取发动机进、排气系统声源载荷的测试值。
47.在本公开的一些实施例中，所述布置发动机声源测试传感器包括：
48.在半消声室内，基于9点法搭建发动机噪声试验台架；
49.在9点法基础上增加了四个测点，用于声源载荷辨识精度验证；
50.增加进气口测点和排气口测点。
51.在本公开的一些实施例中，所述发动机声源载荷辨识方法还包括：
52.在测试发动机本体声源载荷的情况下，设置发动机工作条件、发动机状态、发动机本体声载荷测试的噪声测试项和发动机本体声载荷测试的测试工况中的至少一项，其中：
53.发动机工作条件为测试前确保发动机为工作正常且油位、水位正常；在测量过程中，发动机的所有运行条件符合制造厂家的规定；测量开始前，发动机应该稳定在正常工作温度范围内；
54.发动机状态为发动机不带空气滤清器和排气消声器，引出进、排气噪声；
55.发动机本体声载荷测试的噪声测试项为一米声压级测量；
56.发动机本体声载荷测试的测试工况为怠速、额定转速和最高转速中的至少一种。
57.在本公开的一些实施例中，所述发动机声源载荷辨识方法还包括：
58.在测试发动机进、排气系统声源载荷的情况下，设置发动机工作条件、进气系统声源载荷测试状态、排气系统声源载荷测试状态、进气系统、排气系统的噪声测试项和测试工况中的至少一项，其中：
59.发动机工作条件为测试前确保发动机为工作正常且油位、水位正常；在测量过程中，发动机的所有运行条件符合制造厂家的规定；测量开始前，发动机应该稳定在正常工作温度范围内；发动机本体使用吸声材料和铅皮包裹，暴露出进、排气系统；
60.进气系统声源载荷测试状态为发动机增加空气滤清器、不带排气消声器，并引出排气噪声；
61.排气系统声源载荷测试状态为发动机增加排气消声器、不带空气滤清器，并引出
进气噪声；
62.进气系统、排气系统的噪声测试项为进气系统声源载荷测量或排气系统声源载荷测量；
63.进气系统、排气系统的测试工况为怠速、额定转速和最高转速中的至少一种。
64.根据本公开的另一方面，提供一种发动机声源载荷辨识装置，包括：
65.模型建立模块，被配置为建立发动机关联系统混合仿真模型，其中，所述发动机关联系统包括发动机本体、进排气系统；
66.数据获取模块，被配置为通过发动机噪声试验台架获取声源近场声压数据；
67.载荷获取模块，被配置为采用表面声源重构、局部传递函数反求方式，获取发动机本体、进排气系统的声源载荷。
68.在本公开的一些实施例中，所述发动机声源载荷辨识装置用于执行实现如上述任一实施例所述发动机声源载荷辨识方法的操作。
69.根据本公开的另一方面，提供一种发动机声源载荷辨识装置，包括：
70.存储器，被配置为存储指令；
71.处理器，被配置为执行所述指令，使得所述发动机声源载荷辨识装置执行实现如上述任一实施例所述发动机声源载荷辨识方法的操作。
72.根据本公开的另一方面，提供一种发动机声源载荷辨识系统，包括如上述任一实施例所述发动机声源载荷辨识装置。
73.根据本公开的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如上述任一实施例所述发动机声源载荷辨识方法。
74.本公开通过采用发动机噪声试验台架测试结合发动机关联系统混合仿真模型，实现了发动机本体声源载荷、进排气系统声源载荷的精确模拟与提取。
附图说明
75.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
76.图1为本公开发动机声源载荷辨识系统一些实施例的示意图。
77.图2为本公开发动机声源载荷辨识方法一些实施例的示意图。
78.图3为本公开发动机声源载荷辨识方法另一些实施例的示意图。
79.图4为本公开一些实施例中发动机声源测试传感器的布置示意图。
80.图5为本公开发动机声源载荷辨识方法又一些实施例的示意图。
81.图6为本公开发动机声源载荷辨识装置一些实施例的示意图。
82.图7为本公开声源载荷辨识装置另一些实施例的结构示意图。
具体实施方式
83.下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
84.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
85.同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
86.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
87.在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
88.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
89.发明人通过研究发现：相关技术对于发动机噪声的声源载荷模拟，对一台四冲程直列四缸涡轮增压柴油发动机建模，使用多体耦合和有限元边界元来进行噪声辐射预测。对其进行多体动力学仿真，模拟这台发动机的工作状态，确定动力总成的激励大小，利用模态参与因子的缸体激励，计算出距发动机1m处的发动机噪声辐射大小。
90.相关技术对发动机噪声声源载荷的模拟，采用多体动力学结合有限元获取发动机激励力，该方案只能获取发动机激励的理论解，无法考虑发动机多个附件耦合作用引起的激励力的变化；同时，相关技术的方法需要获取发动机缸体精确的有限元模型，对于主机厂并不适用；最后，相关技术的技术方案无法获取进排气空气噪声载荷。
91.鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种发动机声源载荷辨识方法、装置和系统、存储介质，下面通过具体实施例对本公开进行说明。
92.图1为本公开发动机声源载荷辨识系统一些实施例的示意图。如图1所示，本公开发动机声源载荷辨识系统可以包括发动机噪声试验台架1和发动机声源载荷辨识装置2，其中：
93.发动机声源载荷辨识装置2，被配置为建立发动机本体、进排气系统混合仿真模型，通过发动机噪声试验台架1获取声源近场声压数据；采用表面声源重构、局部传函反求方法，获取发动机本体、进排气系统声源载荷；实现多工况声源载荷提取及辨识。
94.本公开采用发动机噪声试验台架测试结合发动机关联系统混合仿真模型，实现了发动机本体声源载荷、进排气系统声源载荷的精确模拟与提取。
95.下面通过具体实施例对本公开发动机声源载荷辨识方法和装置进行说明。
96.图2为本公开发动机声源载荷辨识方法一些实施例的示意图。优选的，本实施例可由本公开发动机声源载荷辨识装置或本公开发动机声源载荷辨识系统执行。该方法包括步骤100至步骤330中的至少一个步骤，其中：
97.步骤100，建立发动机关联系统混合仿真模型，其中，所述发动机关联系统包括发动机本体、进排气系统。
98.步骤200，通过发动机噪声试验台架获取声源近场声压数据。
99.步骤300，采用表面声源重构、局部传递函数反求方式，获取发动机本体、进排气系统的声源载荷。
100.在本公开的一些实施例中，所述发动机声源载荷辨识方法还可以包括：对多种工况下的声源载荷进行提取及辨识。
101.图3为本公开发动机声源载荷辨识方法另一些实施例的示意图。优选的，本实施例可由本公开发动机声源载荷辨识装置或本公开发动机声源载荷辨识系统执行。如图3所示，该方法包括步骤100、步骤200、步骤310、步骤320和步骤330中的至少一个步骤，图2实施例的步骤100和步骤200分别与图3实施例的步骤100和步骤200相同或类似，图2实施例的步骤300可以包括图3实施例的步骤310至步骤330，其中：
102.步骤100，建立发动机关联系统混合仿真模型。
103.在本公开的一些实施例中，步骤100可以包括：对发动机本体、进排气系统数字样机进行几何模型清理；进行发动机部件划分与子系统划分，根据仿真分析目的需要，确定计算频率范围。
104.在本公开的一些实施例中，步骤100可以包括：采用有限元方法建立发动机关联系统第一频段噪声仿真模型；采用边界元方法建立发动机关联系统第二频段噪声仿真模型，采用统计能量方法建立发动机关联系统第三频段噪声仿真模型，其中，第三频段内噪声的频率高于第二频段内噪声的频率，第二频段内噪声的频率高于第一频段内噪声的频率。
105.在本公开的一些实施例中，所述第一频段噪声的频率范围为：小于200hz。
106.在本公开的一些实施例中，所述第二频段噪声的频率范围为：200至500hz。
107.在本公开的一些实施例中，所述第三频段噪声的频率范围为：大于500hz。
108.在本公开的一些实施例中，步骤100可以包括：采用有限元方法结合边界元方法建立发动机关联系统第四频段噪声仿真模型，采用有限元方法结合统计能量方法建立发动机关联系统第五频段噪声仿真模型，其中，第四频段为第一频段和第二频段的和，第五频段为第二频段和第三频段的和。
109.在本公开的一些实施例中，所述第四频段噪声范围为：小于等于500hz。
110.在本公开的一些实施例中，所述第五频段噪声范围为：大于200hz。
111.在本公开的一些实施例中，步骤100可以包括：采用有限元方法结合边界元方法建立发动机关联系统第四频段噪声仿真模型，采用边界元方法结合统计能量方法建立发动机关联系统第五频段噪声仿真模型。
112.步骤200，发动机噪声试验台架实验。
113.在本公开的一些实施例中，步骤200可以包括：发动机声源载荷测试。
114.在本公开的一些实施例中，步骤200可以包括：通过发动机噪声试验台架获取声源近场声压数据。
115.在本公开的一些实施例中，步骤200包括步骤210至步骤230的至少一个步骤：
116.步骤210，布置发动机声源测试传感器。
117.在本公开的一些实施例中，步骤210包括步骤211至步骤213的至少一个步骤：
118.步骤211，在半消声室内，基于9点法搭建发动机噪声试验台架，一米声压级传感器布置说明如表1所示。
119.表1
[0120][0121][0122]
图4为本公开一些实施例中发动机声源测试传感器的布置示意图。如图4所示，距包络面距离d(例如1m)，正对包络面中心的前后左右、以及上方为测点1至测点4和测点9，在测点9所在平面与测点1-4分别所在平面的交点分别设置测点5至测点8。
[0123]
步骤212，在9点法基础上增加了四个测点10、11、12、13，用于声源载荷辨识精度验证，如图4所示。
[0124]
步骤213，增加进气口测点和排气口测点。
[0125]
在本公开的一些实施例中，步骤213可以包括：增加的进气口测点，沿进气口轴线45
°
，距离500mm，传感器指向进气口；增加的排气口测点，沿排气口轴线45
°
，距离500mm，传感器指向排气口。
[0126]
步骤220，获取发动机本体声源载荷的测试值。
[0127]
在本公开的一些实施例中，所述发动机声源载荷辨识方法还可以包括：在测试发动机本体声源载荷的情况下，设置发动机工作条件、发动机状态、发动机本体声载荷测试的噪声测试项和发动机本体声载荷测试的测试工况中的至少一项。
[0128]
在本公开的一些实施例中，步骤220包括步骤221至步骤223的至少一个步骤：
[0129]
步骤221，设置发动机工作条件。
[0130]
在本公开的一些实施例中，发动机工作条件为测试前确保发动机为工作正常且油位、水位正常；在测量过程中，发动机的所有运行条件符合制造厂家的规定；测量开始前，发动机应该稳定在正常工作温度范围内。
[0131]
步骤222，设置发动机状态。
[0132]
在本公开的一些实施例中，发动机状态为发动机不带空气滤清器和排气消声器，引出进、排气噪声。
[0133]
步骤222，设置测试工况。
[0134]
在本公开的一些实施例中，发动机本体声载荷测试内容如表2所示，发动机本体声载荷测试的噪声测试项为一米声压级测量；发动机本体声载荷测试的测试工况为怠速、额定转速和最高转速中的至少一种。
[0135]
表2
[0136][0137]
步骤230，获取发动机进、排气系统声源载荷的测试值。
[0138]
在本公开的一些实施例中，所述发动机声源载荷辨识方法还可以包括：在测试发动机进、排气系统声源载荷的情况下，设置发动机工作条件、进气系统声源载荷测试状态、排气系统声源载荷测试状态、进气系统、排气系统的噪声测试项和测试工况中的至少一项。
[0139]
在本公开的一些实施例中，步骤230包括步骤231至步骤234的至少一个步骤：
[0140]
步骤231，设置发动机工作条件。
[0141]
在本公开的一些实施例中，发动机工作条件为测试前确保发动机为工作正常且油位、水位正常；在测量过程中，发动机的所有运行条件符合制造厂家的规定；测量开始前，发动机应该稳定在正常工作温度范围内；发动机本体使用吸声材料和铅皮包裹，暴露出进、排气系统。
[0142]
步骤232，设置进气系统声源载荷测试状态。
[0143]
在本公开的一些实施例中，进气系统声源载荷测试状态为发动机增加空气滤清器、不带排气消声器，并引出排气噪声。
[0144]
步骤233，设置排气系统声源载荷测试状态。
[0145]
在本公开的一些实施例中，排气系统声源载荷测试状态为发动机增加排气消声器、不带空气滤清器，并引出进气噪声。
[0146]
步骤234，设置测试工况。
[0147]
在本公开的一些实施例中，发动机进、排气系统声载荷测试内容如表3所示。如表3所示，进气系统、排气系统的噪声测试项为进气系统声源载荷测量或排气系统声源载荷测量；进气系统、排气系统的测试工况为怠速、额定转速和最高转速中的至少一种。
[0148]
表3
[0149][0150]
步骤300，发动机关联系统声源载荷提取。
[0151]
在本公开的一些实施例中，图2实施例的步骤300可以包括图3实施例的步骤310至
步骤330，其中：
[0152]
步骤310，采用表面声源重构的方式获取发动机本体的声源载荷。
[0153]
在本公开的一些实施例中，步骤310可以包括：建立发动机本体声学网格到发动机噪声试验台架中一米声压级传感器“1-9”测点之间声学传递矢量；以发动机噪声试验台架测试获取的“1-9”测点的声压响应结果，反求出发动机本体表面振速vengine，获取得到发动机本体声源载荷信息。
[0154]
步骤320，采用局部传递函数反求的方式获取进气系统的声源载荷。
[0155]
在本公开的一些实施例中，步骤320可以包括：建立进气管口中心位置到发动机噪声试验台架中进气系统声源载荷测试传感器测点之间声学传递矢量；以发动机噪声试验台架测试获取的进气系统声源载荷测点的声压响应结果，反求出进气管口体积加速度vintake，获取得到进气系统声源载荷信息。
[0156]
步骤330，采用局部传递函数反求的方式获取排气系统的声源载荷。
[0157]
在本公开的一些实施例中，步骤330可以包括：建立排气管口中心位置到发动机噪声试验台架中排气系统声源载荷测试传感器测点之间声学传递矢量；以发动机噪声试验台架测试获取的排气系统声源载荷测点的声压响应结果，反求出排气管口体积加速度vmuffler，获取得到排气系统声源载荷信息。
[0158]
图5为本公开发动机声源载荷辨识方法又一些实施例的示意图。优选的，本实施例可由本公开发动机声源载荷辨识装置或本公开发动机声源载荷辨识系统执行。如图5示，该方法包括步骤100至步骤400中的至少一个步骤，图5实施例的步骤100至步骤300分别与图2实施例的步骤100至步骤300相同或类似，其中：
[0159]
步骤100，建立发动机关联系统混合仿真模型，其中，所述发动机关联系统包括发动机本体、进排气系统。
[0160]
步骤200，通过发动机噪声试验台架获取声源近场声压数据。
[0161]
步骤300，采用表面声源重构、局部传递函数反求方式，获取发动机本体、进排气系统的声源载荷。
[0162]
步骤400，对发动机关联系统声源载荷的模拟精度进行验证。
[0163]
在本公开的一些实施例中，步骤400可以包括步骤410至步骤430中的至少一个步骤：
[0164]
步骤410，对发动机本体声源载荷的模拟精度进行验证。
[0165]
在本公开的一些实施例中，步骤410可以包括：以获取得到的发动机本体表面振速vengine作为激励载荷，计算发动机噪声试验台架中一米声压级传声器“10-13”测点的声压响应结果，并与试验测试值进行声压级、频谱趋势对比。
[0166]
步骤420，对进气系统声源载荷的模拟精度进行验证。
[0167]
在本公开的一些实施例中，步骤410可以包括：以获取得到的进气管口体积加速度vintake作为激励载荷，计算发动机噪声试验台架中一米声压级传声器“10-13”测点的声压响应结果，并与试验测试值进行声压级、频谱趋势对比。
[0168]
步骤430，对排气系统声源载荷的模拟精度进行验证。
[0169]
在本公开的一些实施例中，步骤430可以包括：以获取得到的排气管口体积加速度vmuffler作为激励载荷，计算发动机噪声试验台架中一米声压级传声器“10-13”测点的声
压响应结果，并与试验测试值进行声压级、频谱趋势对比。
[0170]
本公开上述实施例提出一种发动机本体、进排气系统声源载荷辨识方法，采用声源表面重构方法结合局部传递函数反求的方法，基于发动机台架噪声试验、发动机关联系统混合仿真模型，获取发动机表面振动载荷以及发动机进、排气系统声源载荷，实现发动机声源载荷与发动机进、排气载荷的精确辨识。
[0171]
本公开上述实施例解决了发动机声源载荷准确辨识的难题，实现了试验与仿真之间声源信息的关联。
[0172]
图6为本公开发动机声源载荷辨识装置一些实施例的示意图。如图6所示，本公开发动机声源载荷辨识装置(例如图1实施例的声源载荷辨识装置2)可以包括模型建立模块61、数据获取模块62和载荷获取模块63，其中：
[0173]
模型建立模块61，被配置为建立发动机关联系统混合仿真模型，其中，所述发动机关联系统包括发动机本体、进排气系统。
[0174]
在本公开的一些实施例中，模型建立模块61，可以被配置为对发动机本体、进排气系统数字样机进行几何模型清理；进行发动机部件划分与子系统划分。
[0175]
在本公开的一些实施例中，模型建立模块61，可以被配置为对发动机本体、进排气系统数字样机进行几何模型清理；进行发动机部件划分与子系统划分，根据仿真分析目的需要，确定计算频率范围。采用有限元方法建立发动机关联系统第一频段噪声仿真模型；采用边界元方法建立发动机关联系统第二频段噪声仿真模型，采用统计能量方法建立发动机关联系统第三频段噪声仿真模型，其中，第三频段内噪声的频率高于第二频段内噪声的频率，第二频段内噪声的频率高于第一频段内噪声的频率。
[0176]
在本公开的一些实施例中，所述第一频段噪声的频率范围为：小于200hz。
[0177]
在本公开的一些实施例中，所述第二频段噪声的频率范围为：200至500hz。
[0178]
在本公开的一些实施例中，所述第三频段噪声的频率范围为：大于500hz。
[0179]
在本公开的一些实施例中，模型建立模块61，可以被配置为对发动机本体、进排气系统数字样机进行几何模型清理；进行发动机部件划分与子系统划分，根据仿真分析目的需要，确定计算频率范围。采用有限元方法结合边界元方法建立发动机关联系统第四频段噪声仿真模型，采用有限元方法结合统计能量方法建立发动机关联系统第五频段噪声仿真模型，其中，第四频段为第一频段和第二频段的和，第五频段为第二频段和第三频段的和。
[0180]
在本公开的一些实施例中，所述第四频段噪声范围为：小于等于500hz。
[0181]
在本公开的一些实施例中，所述第五频段噪声范围为：大于200hz。
[0182]
在本公开的一些实施例中，模型建立模块61，可以被配置为对发动机本体、进排气系统数字样机进行几何模型清理；进行发动机部件划分与子系统划分，根据仿真分析目的需要，确定计算频率范围。采用有限元方法结合边界元方法建立发动机关联系统第四频段噪声仿真模型，采用边界元方法结合统计能量方法建立发动机关联系统第五频段噪声仿真模型。
[0183]
数据获取模块62，被配置为通过发动机噪声试验台架获取声源近场声压数据。
[0184]
在本公开的一些实施例中，数据获取模块62，可以被配置为布置发动机声源测试传感器；获取发动机本体声源载荷的测试值；获取发动机进、排气系统声源载荷的测试值。
[0185]
在本公开的一些实施例中，数据获取模块62在布置发动机声源测试传感器的情况
下，可以被配置为在半消声室内，基于9点法搭建发动机噪声试验台架；在9点法基础上增加了四个测点，用于声源载荷辨识精度验证；增加进气口测点和排气口测点。
[0186]
在本公开的一些实施例中，数据获取模块62在获取发动机本体声源载荷的测试值的情况下，可以被配置为在测试发动机本体声源载荷的情况下，设置发动机工作条件、发动机状态、发动机本体声载荷测试的噪声测试项和发动机本体声载荷测试的测试工况中的至少一项，其中：发动机工作条件为测试前确保发动机为工作正常且油位、水位正常，在测量过程中，发动机的所有运行条件符合制造厂家的规定，测量开始前，发动机应该稳定在正常工作温度范围内；发动机状态为发动机不带空气滤清器和排气消声器，引出进、排气噪声；发动机本体声载荷测试的噪声测试项为一米声压级测量；发动机本体声载荷测试的测试工况为怠速、额定转速和最高转速中的至少一种。
[0187]
在本公开的一些实施例中，数据获取模块62在获取发动机进、排气系统声源载荷的测试值的情况下，可以被配置为在测试发动机进、排气系统声源载荷的情况下，设置发动机工作条件、进气系统声源载荷测试状态、排气系统声源载荷测试状态、进气系统、排气系统的噪声测试项和测试工况中的至少一项，其中，发动机工作条件为测试前确保发动机为工作正常且油位、水位正常，在测量过程中，发动机的所有运行条件符合制造厂家的规定，测量开始前，发动机应该稳定在正常工作温度范围内，发动机本体使用吸声材料和铅皮包裹，暴露出进、排气系统；进气系统声源载荷测试状态为发动机增加空气滤清器、不带排气消声器，并引出排气噪声；排气系统声源载荷测试状态为发动机增加排气消声器、不带空气滤清器，并引出进气噪声；进气系统、排气系统的噪声测试项为进气系统声源载荷测量或排气系统声源载荷测量；进气系统、排气系统的测试工况为怠速、额定转速和最高转速中的至少一种。
[0188]
载荷获取模块63，被配置为采用表面声源重构、局部传递函数反求方式，获取发动机本体、进排气系统的声源载荷。
[0189]
在本公开的一些实施例中，载荷获取模块63，可以被配置为采用表面声源重构的方式获取发动机本体的声源载荷；采用局部传递函数反求的方式获取进气系统的声源载荷；采用局部传递函数反求的方式获取排气系统的声源载荷。
[0190]
在本公开的一些实施例中，载荷获取模块63，在采用表面声源重构的方式获取发动机本体的声源载荷的情况下，可以被配置为建立发动机本体声学网格到发动机噪声试验台架中一米声压级传感器第一至第九测点之间声学传递矢量；以发动机噪声试验台架测试获取的测点的声压响应结果，反求出发动机本体表面振速，获取得到发动机本体声源载荷信息。
[0191]
在本公开的一些实施例中，载荷获取模块63，在采用局部传递函数反求的方式获取进气系统的声源载荷的情况下，可以被配置为建立进气管口中心位置到发动机噪声试验台架中进气系统声源载荷测试传感器测点之间声学传递矢量；以发动机噪声试验台架测试获取的进气系统声源载荷测点的声压响应结果，反求出进气管口体积加速度，获取得到进气系统声源载荷信息。
[0192]
在本公开的一些实施例中，载荷获取模块63，在采用局部传递函数反求的方式获取排气系统的声源载荷的情况下，可以被配置为建立排气管口中心位置到发动机噪声试验台架中排气系统声源载荷测试传感器测点之间声学传递矢量；以发动机噪声试验台架测试
获取的排气系统声源载荷测点的声压响应结果，反求出排气管口体积加速度，获取得到排气系统声源载荷信息。
[0193]
在本公开的一些实施例中，所发动机声源载荷辨识装置还可以被配置为对多种工况下的声源载荷进行提取及辨识。
[0194]
在本公开的一些实施例中，如图6所示，所述发动机声源载荷辨识装置还可以包括模拟精度验证模块64，其中：
[0195]
模拟精度验证模块64，被配置为进行发动机关联系统声源载荷模拟精度验证。
[0196]
在本公开的一些实施例中，模拟精度验证模块64，可以被配置为对发动机本体声源载荷的模拟精度进行验证；对进气系统声源载荷的模拟精度进行验证；对排气系统声源载荷的模拟精度进行验证。
[0197]
在本公开的一些实施例中，模拟精度验证模块64，在对发动机本体声源载荷的模拟精度进行验证的情况下，可以被配置为以获取得到的发动机本体表面振速作为激励载荷，计算发动机噪声试验台架中一米声压级传声器的新增测点的声压响应结果，并与试验测试值进行声压级、频谱趋势对比。
[0198]
在本公开的一些实施例中，模拟精度验证模块64，在对进气系统声源载荷的模拟精度进行验证的情况下，可以被配置为以获取得到的进气管口体积加速度作为激励载荷，计算发动机噪声试验台架中一米声压级传声器的新增测点的声压响应结果，并与试验测试值进行声压级、频谱趋势对比。
[0199]
在本公开的一些实施例中模拟精度验证模块64，在对排气系统声源载荷的模拟精度进行验证的情况下，可以被配置为以获取得到的排气管口体积加速度作为激励载荷，计算发动机噪声试验台架中一米声压级传声器的新增测点的声压响应结果，并与试验测试值进行声压级、频谱趋势对比。
[0200]
在本公开的一些实施例中，所述发动机声源载荷辨识装置用于执行实现如上述任一实施例(例如图2至图5任一实施例)所述发动机声源载荷辨识方法的操作。
[0201]
为实现发动机声源载荷准确辨识，本公开上述实施例通过仿真结合试验的方法提出了一种发动机声源载荷辨识装置，可以基于试验台架实现发动机本体声源载荷、进排气系统声源载荷的提取及精确辨识。
[0202]
图7为本公开声源载荷辨识装置另一些实施例的结构示意图。如图7所示，本公开声源载荷辨识装置(例如图1实施例的声源载荷辨识装置2)可以包括存储器71和处理器72。
[0203]
存储器71用于存储指令，处理器72耦合到存储器71，处理器72被配置为基于存储器存储的指令执行实现如上述任一实施例(例如图2至图5任一实施例)所述发动机声源载荷辨识方法。
[0204]
如图7所示，该声源载荷辨识装置还包括通信接口73，用于与其它设备进行信息交互。同时，该声源载荷辨识装置还包括总线74，处理器72、通信接口73、以及存储器71通过总线74完成相互间的通信。
[0205]
存储器71可以包含高速ram存储器，也可还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器71也可以是存储器阵列。存储器71还可能被分块，并且块可按一定的规则组合成虚拟卷。
[0206]
此外，处理器72可以是一个中央处理器cpu，或者可以是专用集成电路asic，或是
被配置成实施本公开实施例的一个或多个集成电路。
[0207]
根据本公开的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如上述任一实施例(例如图2至图5任一实施例)所述发动机声源载荷辨识方法。
[0208]
在本公开的一些实施例中，所述计算机可读存储介质可以为非瞬时性计算机可读存储介质。
[0209]
本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0210]
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0211]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0212]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0213]
在上面所描述的发动机声源载荷辨识装置、模型建立模块、数据获取模块、载荷获取模块和模拟精度验证模块可以实现为用于执行本技术所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(plc)、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。
[0214]
至此，已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
[0215]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指示相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种非瞬时性计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0216]
本公开的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本公开限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本公开的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理
解本公开从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。